黑色树脂组合物、黑色基质及遮光层制造技术

本发明专利技术提供一种黑色树脂组合物，其包括：碱溶性树脂，该碱溶性树脂是由苯乙烯、甲基丙烯酸三环癸基酯、不饱和羧酸、丙烯酸异莰酯及N-苯基马来酰亚胺等单体聚合而成的共聚物；黑色颜料；光聚合引发剂；多官能团化合物；以及溶剂。本发明专利技术还提供由该黑色树脂组合物所形成的黑色基质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种树脂组合物，尤其涉及一种黑色树脂组合物。
技术介绍
液晶显示装置中，在透明基板上形成黑色基质作为遮光层/膜。作为遮光层，该黑色基质的材料中必需含有遮旋光性材料(染料或颜料)以达到遮光效果。中国台湾专利TW432245揭示了含有染料及颜料的黑色基质涂料(black matrix coating)。黑色基质中使用的黑色颜料，可为无机颜料或有机颜料。以往常使用含有铬黑(铬和/或氧化铬)的无机膜来制作遮光层，然而该含铬黑遮光层/膜的制作成本高，且有环境污染的问题。因此，进一步研发出以石墨、铁黑、钛黑、碳黑等无机粒子作为遮光材料的树脂组合物，用以制备液晶显示装置所使用的遮光层/膜。 但是，相对于以往所使用的无机膜，使用树脂组合物所形成的遮光层/膜，其单位膜厚的光学浓度(0D值)较低(遮光率较差)，因此，为提高液晶显示装置的对比度并维持其高画质，需增加膜厚以达到高光学浓度的要求。然而，为了符合薄膜化、高性能化的发展趋势，提高光学浓度以在降低膜厚的同时维持良好的遮旋光性，遂成为主要的研发课题。增加树脂中遮光材料的含量，是提高光学浓度的可行方式，但是，遮光材料含量的增加将使得树脂成分的含量降低，因而影响其感旋光性，这将对树脂的图案化造成不利的影响。日本专利JP2006-163233揭示了含有机硅化合物或有机氟化合物的组合物，但是经过曝光、显影以图案化该组合物而形成黑色基质时，在黑色基质开口的基板表面上，会出现有机硅化合物或有机氟化合物残留的情况。日本专利JP2004-93656揭示了使用含有石墨的树脂形成遮光层/膜(黑色基质)，膜厚小于0.9 μ m，且具有4.4/μ m的光学浓度。然而，以石墨作为树脂中的黑色颜料会增加反射率，因而可能降低显示装置的对比度。无机黑色颜料中，碳黑及钛黑的着色力较佳。而从提高光学浓度及电阻值的观点来看，钛黑为更佳选择。日本专利JP2004-004651及日本专利JP2000-143985揭示了使用含有氮氧化钛的树脂形成遮光层/膜，其光学浓度为3. O以上。台湾专利TW200834231揭示了以钛黑作为黑色颜料的黑色树脂组合物，但其形成的黑色基质并未具有令人满意的电阻值。日本专利JP9-166869则揭示了以碳黑作为黑色颜料的黑色基质，达到优异的遮旋光性。然而，以碳黑作为黑色颜料时，在提高光学浓度的同时会有降低黑色基质电阻值的问题(导电性增加将造成对装置的干扰)。再者，液晶显示装置的制造工序中，制造工序温度高达250°C的状况下，将会进一步降低该黑色基质的电阻值。此外，该基质材料的显像能力差，且也易在基板上出现残留的状况。因此，为符合产业需求，仍亟需能满足提高光学浓度及维持高温表面电阻的需求、显像能力佳、不会在基板上发生残留情况，且具有良好耐湿性及抗蚀刻性以具备优异附着力的黑色树脂组合物。
技术实现思路
本专利技术提供一种黑色树脂组合物，以符合产业利用的需求，该黑色树脂组合物包括碱溶性树脂，是由苯乙烯、甲基丙烯酸三环癸基酯、不饱和羧酸、丙烯酸异莰酯(Isobornyl acrylate、丙烯酸异冰片酯)及N-苯基马来酰亚胺等单体聚合而成的共聚物，其中，以该黑色树脂组合物的总重为基准计，该碱溶性树脂的含量为3重量％至20重量％(wt% );黑色颜料，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为20wt%至60wt%;光聚合引发剂，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为O. 3wt%至5wt%;多官能团化合物，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为lwt%至5wt% ;以及，余量的溶剂。根据本专利技术一具体实施例，该不饱和羧酸是甲基丙烯酸。根据本专利技术一具体实施例，该黑色颜料是碳黑。根据本专利技术一具体实施例，该碱溶性树脂的重均分子量为4000至8000。根据本专利技术一具体实施例，黑色树脂组合物可视需要包括粘着促进剂和/或添加剂。 本专利技术还提供一种黑色基质，由本专利技术的黑色树脂组合物形成。本专利技术也提供一种遮光层，由本专利技术的黑色树脂组合物形成。本专利技术提供的黑色树脂组合物所形成的黑色基质，能在提高光学浓度的同时，展现优异的高温表面电阻值。此外，本专利技术提供的黑色树脂组合物的显像能力佳，在图案化以形成黑色基质时，可达到基材上无残留及高附着力(具良好的耐湿性及抗蚀刻)的要求，极符合产业的需求。具体实施例方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术也可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本创作的精神下进行各种修饰与变更。本文所使用的术语“重均分子量”，是利用凝胶渗透色谱(GPC)测定的换算成聚苯乙烯的重量平均分子量(Mw)的值，溶剂为四氢呋喃(THF)。本文所使用的术语“丙烯酸系”包含丙烯酸系及甲基丙烯酸系。本文所使用的术语“(甲基)丙烯酸”表示包含或不包含括号内的文字。例如，“(甲基)丙烯酸”包含丙烯酸及甲基丙烯酸，以此类推。本专利技术提供一种黑色树脂组合物，以符合产业利用的需求，该黑色树脂组合物包括碱溶性树脂，是由苯乙烯、甲基丙烯酸三环癸基酯、不饱和羧酸、丙烯酸异莰酯及N-苯基马来酰亚胺等单体聚合而成的共聚物，其中，以该黑色树脂组合物的总重为基准计，该碱溶性树脂的含量为3wt%至20wt% ;黑色颜料，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为20wt%至60wt% ;光聚合引发剂，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为O. 3被％至5被％ ;多官能团化合物，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为lwt%至5wt% ;以及，余量的溶剂。根据本专利技术的黑色树脂组合物，碱溶性树脂的重均分子量为4000至8000。根据本专利技术一具体实施例，以该黑色树脂组合物的总重为基准计，碱溶性树脂的含量为3wt%至15wt%。一具体实施例中，以该黑色树脂组合物的总重为基准计，碱溶性树脂的含量为3wt%至8wt%本专利技术黑色树脂组合物的碱溶性树脂是由苯乙烯、甲基丙烯酸三环癸基酯、不饱和羧酸、丙烯酸异莰酯及N-苯基马来酰亚胺等单体聚合而成的共聚物。根据本专利技术一具体实施例，形成共聚物时，以所有单体的总量为基准计，苯乙烯单体的用量为5wt%至20wt%。根据本专利技术一具体实施例，以所有单体的总量为基准计，甲基丙烯酸三环癸基酯单体的用量为15wt%至45wt%。根据本专利技术一具体实施例，以所有单体的总量为基准计，丙烯酸异莰酯单体的用量为10wt%至25wt%。根据本专利技术一具体实施例，以所有单体的总量为基准计，N-苯基马来酰亚胺单体的用量为15被％至25wt%。用于本专利技术黑色树脂组合物的碱溶性树脂的不饱和羧酸单体的实例包括，但不限于(甲基)丙烯酸、丁烯酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、甲基顺丁烯二酸、甲基反丁烯二酸、衣康酸、己二烯酸及其组合等。其中，优选(甲基)丙烯酸，更优选甲基丙烯酸。根据本专利技术一具体实施例，碱溶性树脂含有至少一种不饱和羧酸。在部分这些具体实施例中，碱溶性树脂至少含有甲基丙烯酸。制备本专利技术黑色树脂组合物的碱溶性树脂时，以所有单体的总量为基准计，不饱 和羧酸单体的用量为IOwt%至25wt%。用于本专利技术黑色树脂组合物的碱溶性树脂中，可通过各种方法制备至少由苯乙烯、甲基丙烯酸三环癸基酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑色树脂组合物，其特征在于，包括：碱溶性树脂，是由苯乙烯、甲基丙烯酸三环癸基酯、不饱和羧酸、丙烯酸异莰酯及N？苯基马来酰亚胺单体聚合而成的共聚物，其中，以该黑色树脂组合物的总重为基准计，该碱溶性树脂的含量为3wt％至20wt％；黑色颜料，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为20wt％至60wt％；光聚合引发剂，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为0.3wt％至5wt％；多官能团化合物，其含量以该黑色树脂组合物的总重为基准计，为1wt％至5wt％；以及，余量的溶剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林凡森，赵志翰，李静安，黄新义，张志毅，
申请(专利权)人：台湾永光化学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：